Tuy nhiên không giống như những sa mạc khác, cát ở đây không bao gồm thạch anh, nhưng lại có tinh thể thạch cao.
Thạch cao là một trong những hợp chất khoáng phổ biến nhất được tìm thấy trên Trái đất nhưng do tính chất dễ hòa tan mà hiếm khi được tìm thấy ở dạng cát. Thạch cao thường được tìm thấy trong các suối nước nóng, hồ, biển và cũng có thể được hình thành trong quá trình nước bay hơi. Và đó chính xác là cách mà các cồn cát bằng thạch cao tại White Sands được hình thành.
Nơi White Sands tọa lạc chính là lưu vực Tularosa, có dạng lòng chảo được bao quanh bởi dãy núi Sacramento và San Andes. Khoảng 100 triệu năm trước đây, nước mưa và băng tan chảy từ các khe núi làm xói mòn thạch cao từ các loại đá trầm tích và tập trung chảy theo các sườn núi, tích lũy vật chất trong hồ Lucero thuộc lưu vực Tularosa. Sau đó nước bốc hơi còn lại dưới hồ một lớp các tinh thể thạch cao.
Tuy nhiên vì lý do ngoại cảnh tác động vào mà lượng tinh thể này giảm bớt, những hạt cát được gió thổi bay và tích tụ lại ở White Sands như ngày nay. Lucero giờ đây là một cái hồ cạn,tuy nhiên vào những đợt mưa to hiếm có nó cũng được chứa đầy nước.
Sa mạc White Sands chiếm diện tích khoảng 700 kilomét vuông với những cồn cát có chiều cao lên đến 15 mét. Đây cũng được coi là khu vực có cồn cát thạch cao lớn nhất thế giới. Những đụn cát thường xuyên thay đổi theo hướng di chuyển của những con gió Tây Nam.
Một điều đặc biệt nữa không giống như cát sa mạc khác, các tinh thể thạch cao không hấp thụ nhiệt từ ánh nắng mặt trời do đó sẽ có cảm giác mát mẻ khi chạm vào cát. Du khách cũng có thể dễ dàng đi bộ trên cát bằng chân trần, thậm chí là trong những tháng hè nóng nhất, nơi đây rất thích hợp cho hoạt động trượt cát.